Forum Manajemen Oleh: Eva Khuzaifah *) ABSTRAK Dinding penahan adalah salah satu jenis konstruksi sipil yang dibangun dengan fungsi untuk menahan gaya tekanan aktif lateral suatu tanah maupun air. Oleh karena itu suatu konstruksi dinding penahan haruslah direncanakan dan dirancang agar aman terhadap gaya-gaya yang berpotensi menyebabkan kegagalan struktur. Konstruksi dinding penahan harus mampu menahan gaya berupa momen guling, gaya berat sendiri, gaya lateral tanah/air aktif -pasif, gaya gelincir/sliding dan gaya angkat (uplift). Oleh sebab itu, perencanaan suatu konstruksi dinding penahan harus dirancang agar dapat menahan gaya-gaya tersebut. Kata kunci: dinding, penahan, tanah ABSTRACT Construction of retaining walls is one type of civil construction that serves to hold the force of the active lateral pressure of soil or water. Therefore a retaining wall construction must be planned and designed to be safe from forces that have the potential to cause structural failure. In principle, the retaining wall accepts forces in the form of rolling moments, gravity, lateral soil / active water, sliding and uplifting force. Thus the stability of a retaining wall construction must be designed so that it can withstand these forces. Keywords: wall, retaining, soil Pendahuluan Rumusan Masalah Pada proyek pembangunan/peningkatan jalan/jembatan untuk pekerjaan timbunan, di buat dinding penahan tanah dengan tipe yang sesuai dengan kebutuhan proyek tersebut yang disebut retaining wall. Retaining wall adalah dinding luar yang mempunyai fungsi sebagai penahan tanah agar kondisinya terus stabil dan tidak bisa longsor atau terlindung dari erosi. Konstruksi dinding penahan sering diaplikasikan di tanah yang kondisinya miring atau punya tingkat elevasi yang berbeda. Pada tulisan ini rumusan masalah adalah : apa saja jenis dinding penahan yang digunakan untuk menjaga stabilitas terhadap sliding dan daya dukung? Swara Patra Tinjauan Pustaka Tujuan utama dari konstruksi dinding penahan tanah adalah menahan tanah agar tidak mengalami kelongsoran. Oleh sebab itu, tekanan lateral pada tanah menjadi hal yang sangat diperhatikan pada saat desain kontruksi 7 Lain-lain Forum Teknologi Studi tentang Dinding Penahan (Retaining Wall) Forum Manajemen dinding penahan. Teori tentang irisan pada tanah geser biasanya digunakan untuk perhitungan besarnya tekana lateral pada tanah. Teori irisan menunjukkan bahwa irisan tanah segitiga akan meluncur ke bawah jika dinding penahan dihilangkan secara tiba-tiba dan dinding harus menopang tanah irisan ini. Forum Teknologi Lain-lain Gambar 1. Tekanan lateral yang bekerja pada dinding penahan Teori Coulumb dan Rankine adalah dua teori yang paling sering digunakan untuk perhitungan tekanan lateral pada tanah. d : Sudut geser antara tanah dan dinding a atas : Sudut kemiringan permukaan tanah terhadap horizontal • Selanjutnya, dalam kasus tanah timbunan datar, mempertimbangkan gesekan pada antarmuka tanah dengan dinding adalah 0 (nol), dan tanah-dinding samping vertikal, persamaan coulomb yang digunakan adalah sebagai berikut: Teori Coulumb (1776) Teori Coulomb berasumsi bahwa: a. Friksi dan adhesi antara tanah dan dinding dapat diperhitungkan b. Tekanan lateral tidak terbatas hanya untuk dinding vertikal c. Ka = Kelongsoran (pada urugan) terjadi sepanjang kelongsoran yang diasumsikan • d. berbentuk planar 1 - sin z 1 + sin z Teori Rankine (1857) Teori Rankine berasumsi bahwa: Ka = sin 2 (a + z) sin 2 asin (a + d) # 1 + sin (z + d)sin (z - b) & sin (z - d)sin (z + b) 2 a. Ka horizontal = cos dKa Tidak ada adhesi atau friksi antara dinding dengan tanah (friksi sangat kecil sehingga diabaikan). Dimana : b. Tekanan lateral terbatas hanya untuk dinding vertikal 90°. Ka : koefisien tekanan tanah aktif c. ∅ : Sudut geser dalam d : Sudut tanah timbunan 8 Kelongsoran (pada urugan) terjadi sebagai akibat dari pergeseran tanah yang ditentukan oleh sudut geser tanah (ϕ´). d. Tekanan lateral bervariasi linier terhadap Volume 9 No 1 tahun 2019 Forum Manajemen kedalaman dan resultan tekanan yang berada pada sepertiga tinggi dinding, diukur dari dasar dinding. Resultan gaya bersifat pararel terhadap permukaan urugan. Forum Teknologi e. Ka = cos b cos b + cos b - cos 2 b - cos 2 z cos 2 b - cos 2 z Ka horizontal = cos dKa Ka : Koefisien tekanan tanah aktif ∅ : Sudut geser dalam b : Sudut tanah timbunan Lain-lain Dimana : Gambar 2. Gravity retaining wall Pada tanah urugan yang datar, persamaan Rankine yang digunakan adalah : Ka = tan 2 (45 - 2 ) = z 1 - sin z 1 + sin z Jenis-jenis Dinding Penahan Tanah Konstruksi dinding penahan yang digunakan dalam praktek rekayasa konstruksi sipil antara lain adalah: Gravity Retaining Wall Jenis dinding penahan tanah ini banyak digunakan untuk menahan tekanan tanah lateral pada timbunan tanah maupun pada tebingtebing yang landai sampai terjal. Prinsip kerja dari dinding penahan ini mengandalkan bobot massa dari badan konstruksinya dengan demikian kestabilan dari struktur dapat lebih stabil dikarenakan bobotnya yang berat dalam menahan tekanan tanah lateral. Material pasangan batu ataupun beton bertulang (Reinforced Concrete) merupakan material penyusun yang digunakan pada jenis konstruksi ini. Swara Patra Gambar 3. Pressure acting on gravity retaining wall Crib Retaining Wall Crib retaining walls adalah salah satu bentuk dari gravity wall. Jenis dinding penahan ini dibangun dengan pengikatan antar kotak yang terbuat dari kayu atau beton. Kemudian, kotak-kotak tersebut diisi dengan batu pecah atau material agregat kasar lainnya untuk menciptakan suatu struktur drainase. Pada umumnya jenis dinding penahan tanah ini digunakan untuk area perkebunan, dan tidak direkomendasikan untuk mendukung struktur 9 Forum Manajemen bangunan atau pada lereng. Forum Teknologi Lain-lain Gambar 4. Crib retaining wall Gabion Retaining Walls Dinding penahan tanah jenis ini mempunyai konstruksi yang berupa kumpulan blokblok yang dibuat dari anyaman kawat logam galvanis atau wiremesh yang diisi dengan agregat kasar berupa batu batu kerikil yang disusun secara vertikal ke atas dengan step-step meyerupai terasering/tanga-tangga. Fungsi dari dinding penahan jenis gabion selain adalah untuk menahan tekanan tanah dan memperbesar konsentrasi resapan air ke dalam tanah (Infiltrasi). 10 Gambar 5. Timber Crib retaining wall (kanan) Gambar 6. Gabion retaining wall Cantilever Retaining Wall Jenis konstruksi dinding penahan tanah tipe ini umumnya digunakan untuk menahan tekanan tanah pada timbunan maupun pada tebing. Prinsip kerja dari jenis dinding penahan jenis ini yaitu dengan mengandalkan daya jepit/fixed pada dasar tubuh strukturnya. Oleh karena itu ciri khas dari dinding penahan jenis kantilever yaitu berupa model telapak/spread memanjang pada dasar strukturnya yang bersifat jepit untuk menjaga kestabilan dari struktur penahan. Material untuk konstruksi dinding penahan tipe jepit pada umumnya dibuat dari pasangan batu maupun dengan konstruksi beton bertulang. Volume 9 No 1 tahun 2019 Forum Manajemen Forum Teknologi Lain-lain Gambar 7. Cantilever retaining wall (kiri); Gambar 8. Precast retaining wall (kanan) sebagai pengikat tarik dinding vertical dan ditempatkan pada bagian timbunan dengan interfal jarak tertentu. Gambar 9. Different pressure on cantilever retaining wall (atas) Gambar 10. Different configuration for cantilever retaining wall (bawah) Counter-fort / Buttressed Retaining Wall Dinding penahan tanah ini merupakan cantilever retaining wall yang diperkuat dengan pelat/dinding vertikal yang disebut counterfort (dinding penguat). Ruang di atas pelat pondasi diisi dengan tanah urug. Apabila tekanan tanah aktif pada dinding vertical cukup besar, maka bagian dinding vertical dan tumit perlu disatukan ( kontrafort ). Kontrafort berfungsi Swara Patra Dinding Buttress hampir sama dengan dinding kontrafort, hanya bedanya bagian kontrafort diletakkan di depan dinding. Dalam hal ini, struktur kontrafort berfungsi memikul tegangan tekan. Pada dinding ini, bagian tumit lebih pendek dari pada bagian kaki. Stabilitas konstruksinya diperoleh dari berat sendiri dinding penahan dan berat tanah diatas tumit tapak. Dinding ini dibangun pada sisi dinding di bawah tertekan untuk memperkecil gaya irisan yang bekerja pada dinding memanjang dan pelat lantai. Dinding ini lebih ekonomis untuk ketinggian lebih dari 7 meter. Kelemahan dari dinding ini adalah penahannya yang lebih sulit daripada jenis lainnya dan pemadatan dengan cara rolling pada tanah di bagian belakang adalah jauh lebih sulit. 11 Forum Manajemen Anchored Retaining Wall Forum Teknologi Jenis dinding penahan tanah ini digunakan pada saat terdapat keterbatasan lahan atau dipersyaratkan dinding penahan tanah dengan ketebalan yang kecil. Dinding ini pada umumnya digunakan untuk tanah gembur diatas bebatuan. Dinding penahan yang sangat tinggi dapat dibangun menggunakan jenis dinding penahan ini. Batang kabel yang dalam atau kabel baja didorong jauh ke dalam bumi, kemudian ujungnya diisi dengan beton yang berfungsi sebagai jangkar/anchor. Jangkar tersebut bekerja untuk menahan momen guling dan gaya gelincir. Lain-lain Gambar 11. Counter-fort or buttress retaining wall Gambar 12. Anchored retaining wall Piled Retaining Wall Pile retaining wall dibangun dengan melaksanakan pemancangan pada tiang pancang dari beton bertulang secara berjajar. Pemancangan dilaksanakan sampai mencapai kedalaman yang dapat melawan gaya dorong pada dinding. Jenis dinding penahan tanah ini bisa digunakan untuk konstruksi permanen maupun sementara. Gambar 13. Different configuration for anchored retaining wall 12 Material yang digunakan untuk jenis konstruksi tipe turap/sheet pile umumnya terbuat dari material beton pra tegang (Prestress Concrete) baik berbentuk corrugate-flat maupun dari Volume 9 No 1 tahun 2019 Forum Manajemen gi tanah yang ditahan cukup besar. Pada pelaksanaan instalasi sheet pile, kedalaman nya harus mencapai elevasi sampai tanah keras. Lain-lain Forum Teknologi material baja. Konstruksi dinding penahan ini mengandalkan tahanan jepit pada kedalaman tancapnya dan dapat pula dikombinasikan dengan sistem angkur/anchor apabila beda ting- Gambar 14. Pile retaining wall (kiri) ; Gambar 15. Temporary pile retaining wall (kanan) Gambar 16. Sheet pile retaining wall Mechanically Stabilized Earth (MSE) Retaining wall Jenis dinding penahan tanah ini merupakan dinding penahan tanah yang paling ekonomis dan yang paling umum digunakan. Jenis dinding penahan ini dibangun dengan pengikatan antar anyaman yang terbuat dari jaring plastik atau logam. Kemudian, anyaman terse- Swara Patra but tersebut diisi dengan batu pecah atau material agregat kasar lainnya. Tipe dari dinding penahan tanah ini termasuk dinding penahan tanah yang terbuat dari panel, blok beton, dan dinding penahan tanah yang bersifat sementara. 13 Forum Manajemen diprediksi dan dapat dilakukan perbaikan dengan benar. Forum Teknologi Dinding penahan yang mengalami geser, roboh, dan terbalik adalah jenis keruntuhan total yang tidak dapat diperbaiki, oleh karena pembangunan ulang dinding merupakan satusatunya solusi untuk kerusakan seperti ini. Lain-lain Gambar 17. Mechanically stabilized earth retaining wall Akan tetapi, keruntuhan total pada dinding penahan sangat terjadi karena terdapat tanda atau indikasi yang dapat diamati pada saat dinding penahan mengalami kerusakan, sehingga perbaikan dapat segera dilakukan. Pada umumnya, kebanyakan dinding penahan tanah dapat diperbaiki setelah dilakukan evaluasi dan ditemukan penyebab kerusakan secara spesifik. Hybrid Systems Berikut ini adalah penyebab dinding penahan tanah mengalami kerusakan : Dinding penahan yang menggunakan massa dinding itu sendiri dan tulangan/jangkar/ anchor untuk stabilitas disebut sebagai sistem dinding penahan Hybrid atau Komposit. Gambar 18. Hybrid retaining wall system Penyebab Kerusakan Pada Retaining Wall Kerusakan pada dinding penahan tidak selalu merujuk pada keruntuhan atau kerusakan total, tetapi lebih kepada tanda dan indikasi yang menunjukkan kemungkinan terjadinya kerusakan dan ketidakstabilan dinding dapat 14 • Penempatan perkuatan atau tulangan yang tidak tepat Ukuran, kedalaman, dan jarak tulangan harus diperiksa ketika batang dinding menunjukkan tanda-tanda ada masalah seperti retak dan defleksi yang ekstrem. Ukuran dan kedalaman tulangan dapat ditentukan baik oleh perangkat misalnya pachometer untuk pengukuran medan magnet. Perangkat ini digunakan untuk menentukan posisi dan kedalaman tulangan hingga sekitar 100 mm dengan akurasi yang dapat diterima atau untuk mencapai pengukuran yang lebih akurat. Perangkat ini juga dapat menemukan letak tulangan baja dan kerusakan pada beton untuk mengetahui ukuran dan kedalaman tulangan yang tepat. Terdapat juga situasi di mana, tulangan dipasang di sisi dinding yang salah yang mungkin disebabkan oleh kesalahan kontraktor atau kesalahan detail. Setelah ukuran tulangan baja disesuaikan, kedalaman, lokasi, dan terkadang pengujian kuat tekan beton dengan mengambil sampel Volume 9 No 1 tahun 2019 Material urugan yang jenuh Diasumsikan material pengisi/urugan pada dinding penahan tanah adalah butiran dan dikeringkan dengan baik pada saat tahap desain. Tekanan pada dinding akan mengalami peningkatan cukup besar apabila air di permukan meresap ke dalam material pengisi. Hal ini dapat dihindari dengan gradasi pada Batu pecah merupakan material urugan yang ideal karena menyediakan sistem drainase yang baik dan mencegah timbulnya genangan air pada dinding. Gambar 18. Retaining wall with a proper drainage system • Lubang drainase yang tidak berfungsi Karena kurangnya filter, misalnya garis kerikil atau batu pecah yang diposisikan di sepanjang dasar dinding menyebabkan rumput liar berubah menjadi sumbatan dan menciptakan masalah untuk pengeringan air. Pada dinding penahan pasangan bata, lubang drainase/trucuk dibuat dengan menghilang- Swara Patra kan mortar pada sambungan samping dan jarak antara lubang drainase/trucuk adalah sekitar 80 cm. Lubang drainase/trucuk pada dinding penahan beton bertulang setidaknya berdiameter 7,5 cm dan jarak tanam tidak boleh lebih dari 1 m atau dapat ditentukan oleh perancang. 15 Forum Manajemen Forum Teknologi • permukaan urugan yang mengarahkan alur air menjauhi dinding atau menuju saluran drainase terdekat. Selain itu, pengurugan yang buruk, contohnya adalah material urugan yang mengandung lempung, dimana lempung mempunyai nilai kembang susut yang cukup besar, sehingga pada saat mengalami pengembangan dapat meningkatkan tekanan pada dinding yang cukup besar. Lain-lain inti, perhitungan desain kembali digunakan untuk memperkirakan kapasitas desain di lapangan dan memberikan langkah-langkah perbaikan. Forum Manajemen Forum Teknologi Lain-lain Gambar 19. Weep hole in retaining wall menghindari pemasangan dinding yang mahal setelah konstruksi. • Muatan yang tidak terduga Permasalahan ini dapat timbul antara klien dan desainer akibat kurang informasi yang disampaikan dari klien ke desainer, sehingga terjalinnya komunikasi sangat diperlukan. Muatan tak terduga mungkin dihasilkan dari biaya tambahan yang tidak disadari oleh perancang. Selain itu, itu bisa berupa kemiringan lereng yang curam atau beban angin. Gambar 20. Providing weep hole in retaining wall to drain water • Kesalahan desain Kerusakan dinding penahan karena kesalahan desain adalah kasus yang jarang terjadi asalkan perancang struktural yang berpengalaman melakukan desain dinding. Meskipun demikian, ada situasi di mana desainer diberi informasi yang tidak memadai atau salah yang dapat sangat merugikan. • Kesalahan perhitungan Kesalahan ini dapat diketahui dengan mudah oleh desainer berpengalaman. Namun, ada kemungkinan ketika perancang baru melakukan perhitungan dan sangat penting untuk memeriksa kembali desainnya. Ini dapat 16 • Kesalahan pada perhitungan menggunakan software. Desainer perlu memasukkan data secara tepat dan terbiasa dengan kemampuan, keluaran, dan batasan program saat perangkat lunak digunakan untuk merancang. Selain itu, disarankan untuk memeriksa dan melakukan perhitungan cepat untuk verifikasi terutama ketika ada keraguan tentang output/keluaran. • Kesalahan pada detail rencana Detail rencana harus jelas, sesuai dengan perhitungan desain dan mencegah interpretasi yang meragukan. Perincian yang tidak jelas dapat menyebabkan pembacaan informasi yang tidak akurat misalnya ada beberapa kasus yang menggunakan sengkang melebar 0,15 m dan bukannya 0,6 m ke dalam tulang- Volume 9 No 1 tahun 2019 Terdapat pedoman untuk desain pondasi yang dapat digunakan desainer dengan bantuan laporan hasil survey lapangan, tetapi mungkin ada kasus di mana survey ini tidak dilaksanakan. Kurangnya survey lapangan dapat menyebabkan masalah pondasi karena desainer harus mengetahui nailai daya dukung tanah. Selain itu, perancang harus mengetahui tentang tanah yang dapat dikompresi, bahan timbunan kembali, permukaan air, dan faktorfaktor lain yang dapat menurunkan tahanan geser atau menyebabkan terjadinya penurunan pondasi yang besar. • Spesifikasi teknis yang tidak memadai Jika ada perbedaan antara kondisi lapangan dan gambar, atau kondisi yang tidak terduga terjadi, maka perlu dilakukan langkah-langkah penyesuaian baik oleh desainer maupun engineer. Jika ada konflik antara spesifikasi teknik dan detail rencana, maka yang digunakan adalah yang paling membatasi. Semua instruksi yang diubah harus sesuai dan pihakpihak yang terkena dampak harus diinformasikan. Langkah-langkah ini diambil untuk menghindari masalah yang dapat menyebabkan efek merugikan pada dinding penahan. • Konstruksi yang buruk Praktik konstruksi yang buruk mungkin disebabkan oleh pekerjaan kontraktor yang tidak jujur atau tidak berpengalaman yang dilaksanakan tidak sesuai standar dan rencana yang ditentukan. Adukan semen yang tidak memadai, atau grouting, atau penempatan tulangan baja yang tidak tepat adalah contoh konstruksi Swara Patra • Forum Manajemen Permasalahan pada pondasi Umur dinding penahan Ketika dinding penahan berdiri sekitar lima puluh tahun atau lebih tanpa menunjukkan indikasi kerusakan, maka ada kemungkinan bahwa itu akan berdiri selama lima puluh tahun atau lebih di masa depan dan tidak perlu mengambil tindakan apa pun. Forum Teknologi • yang buruk. disarankan untuk memahami persyaratan dan ketentuan konstruksi dan meninjau rencana dengan benar. Namun,hal ini tidak terjadi di daerah seismik, atau menambahkan beban tambahan baru, atau perubahan drainase di atas dinding, sehingga evaluasi pemeliharaan atau seismik akan cocok untuk memverifikasi apakah dinding dapat mengambil beban baru atau menahan gempa lain. Lain-lain an baja. Kesimpulan Dinding penahan didesain sesuai dengan kebutuhan proyek dengan memperhitungkan tekanan lateral tanah yang akan bekerja pada dinding. Jenis dinding penahan tanah yang umumnya dipakai antara lain adalah : 1. Gravity Retaining Wall 2. Crib Retaining Wall 3. Gabion Retaining Walls 4. Cantilever Retaining Wall 5. Counter-fort / Buttressed Retaining Wall 6. Anchored Retaining Wall 7. Piled Retaining Wall 8. Mechanically Stabilized Earth (MSE) Retaining wall 9. Hybrid Systems 17 Forum Manajemen Daftar Pustaka Bowles, J E, 1991, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi ke tiga Erlangga, Jakarta. Das, Braja.M. 2011. Principles of Foundation Engineering. Seventh edition. PWS Publishing Company. Forum Teknologi Hertiany,Isti Radhista, Adwiyah Asyifa, 2014, Perencanaan Konstruksi Sheet Pile Wall Sebagai Alternatif Pengganti Gravity Wall, INERSIA, Vol. X No.1. LS Dunn, L R. Anderson, F W. Kiefer. Dasar-dasar Analisa Geoteknik, Jhon Wiley and Son. Nakazawa, Kazuto, Suyono Sosrodarsono, 2000, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, PT. Pradnya Paramita, Jakarta. Lain-lain NAVFAC DM–7.1, Soil Mechanics Design Manual 7.1, Departement of the Naval Facilities Engineering Command, 200 Stovall Street Alexandria, VA 22332. 18 Volume 9 No 1 tahun 2019
